UNIVERSITE DE KISANGANI
FACULTE DES SCIENCES AGRONOMIQUES
OPTION «EAUX ET FORETS»
BP 2012 KISANGANI
ETABLISSEMENT DE TARIFS DE CUBAGE POUR Gilbertiodendron dewevrei J.
Léonard, Diospyros chrysocarpa F.White, Bull et Diogoa zenkeri (Engler) Exell &
Men. ET DE BIOMASSE POUR Gilbertiodendron dewevrei DANS LA FORET EXPERIMENTALE DE BAWOMBI (BENGAMISA, PROVINCE ORIENTALE,
RD CONGO)
Par
Jean de Dieu MALONGOLA WANDONGE
MEMOIRE
Présenté en vue de l’obtention du Diplôme d’Etudes Supérieures en Aménagement Durable des Forêts.
Promoteur: Professeur Jean Pierre Lokombe Dimandja (ISEA/Bengamisa)
Co-promoteur : Professeur Quentin Ponette (UCL)
ANNEE ACADEMIQUE 2009 – 2010
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AVANT PROPOS
Au terme de notre travail de fin du programme au Master en Aménagement Durable des Forêts, qu’il nous soit permis de rendre grâce à l’éternel Dieu des armées, car sans lui, nous sommes rien ;
Nos sentiments de reconnaissance s’adressent aux Professeurs Dr. Ir. Lokombe Dimandja et Quentin Ponette promoteurs du présent travail, leurs remarques et suggestions nous ont servi d’un guide indispensable;
Nous remercions l’Assistant Ir. Dieu-merci Assumani pour l’encadrement combien efficace de ce mémoire malgré toutes ses occupations et temps imparti;
Nous pensons à toutes les autorités académiques, scientifiques de l’Université de Kisangani en général et celles de la Faculté des Sciences Agronomiques en particulier pour le souci de faire de nous ce que nous sommes;
Nous remercions tous les enseignants belges et locaux qui ont intervenu dans ce programme, leurs formations nous sont utiles pour le présent et dans le futur, qu’ils trouvent ici nos sentiments de gratitude ;
Nos remerciements s’adressent également à tous les collègues apprenants Masters pour une franche collaboration et esprit de travail en équipe;
Que tous ceux enfin, parents, amis et connaissances, d’une manière ou d’une autre nous ont témoigné de leur soutien tant moral que matériel et avec qui nous avons partagé notre joie et peine, trouvent ici l’expression de notre sincère reconnaissance.
Ingénieur Jean de Dieu MALONGOLA WANDONGE
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LISTE DES TABLEAUX
Tableau1. Caractéristiques des équations de régressionpour Gilbertiodendron dewevrei Tableau2. Les modèles de régression pour Diospyros chrysocarpa
Tableau 3. Les modèles de régression pourDiogoa zenkeri
Tableau4.Les modèles de régression pour la biomasse fût de Gilbertiodendron dewevrei Tableau 5. Ecart type résiduel, Coefficient de variation résiduelle pour Gilbertiodendron Tableau 6. Ecart type résiduel, Coefficient de variation résiduelle pour Diospyros Tableau 7. Ecart type résiduel, Coefficient de variation résiduelle pour Diogoa
Tableau 8. Ecart type résiduel, Coefficient de variation résiduelle pour la biomasse fût Tableau 9. Résultats relatifs aux trois arbres coupés
Tableau 10. Pourcentage de la biomasse fût et biomasse houppier Tableau 11. Equations de régression retenues.
Tableau 12. Limites de validité des tarifs construits
Tableau 13. Comparaison de tarif de Bawombi avec ceux des autres provinces et chercheurs pour l’espèce Gilbertiodendron dewevrei.
Tableau 14. Comparaison des paramètres des tarifs de Bawombi avec ceux des autres provinces pour les espèces Diospyros chrysocarpa et Diogoa zenkeri.
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LISTE DES FIGURES
Figure 1. Rondelle collectée sur une tige Figure 2. Séchage du matériel au laboratoire
Figure3.Distribution de hauteurs fût en fonction de classes de DHP pour Gilbertiodendron dewevrei
Figure 4. Distribution de hauteur fût en fonction de Classe de DHP pour Diogoa zenkeri Figure 5. Distribution de hauteur fût en fonction de classe de DHP pour Diospyros chrysocarpa Figure 6. Volumes de Gilbertiodendron dewevrei
Figure 7. Volumes de Diospyros chrysocarpa Figure 8. Volumes de Diogoa zenkeri
Figure 9. Biomasse fût de Gilbertiodendron dewevrei
Figure 10. Evolution de la biomasse fût en fonction de la biomasse houppier Figure 11. Evolution de la biomasse fût en fonction de la biomasse totale Figure 12.Courbe de régression pour le cubage de Gilbertiodendron dewevrei Figure 13. Dispersion des résidus réduits des modèles retenus
Figure 14. Courbe de régression pour le cubage de Diospyros chrysocarpa Figure 15. Dispersion des résidus réduits de la régression quadratique Figure 16. Courbe de régression pour le cubage de Diogoa zenkeri Figure 17. Dispersion des résidus réduits de la régression quadratique
Figure 18.Courbe de régression pour la biomasse fût de Gilbertiodendron dewevrei Figure 19. Dispersion des résidus réduits des modèles retenus
Figure 20. Comparaison des courbes de régression des différents sites pour Gilbertiodendron dewevrei
Figure 21. Comparaison des courbes de régression des différents sites pour Diospyros chrysocarpa et Diogoa zenkeri
Figure 22. Comparaison des courbes de régression de biomasse fût des différents sites.
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RESUME
L’aménagement forestier durable, la gestion aux échelles locales et régionales des ressources ligneuses et la planification de l’approvisionnement en bois d’œuvre des industries, ne pourront se faire sans connaitre la disponibilité en bois des espaces concernés.
Le couplage de résultats d’inventaires forestiers à des tarifs de cubage et/ou biomasse permet d’estimer cette disponibilité. L’élaboration des tarifs de cubage pour Gilbertiodendron dewevrei, Diospyros chrysocarpa et Diogoa zenkeri et biomasse sèche pour Gilbertiodendron dewevrei principalement représentées dans la forêt expérimentale de Bawombi est ici présentée.
Les résultats des tests statistiques montrent que nos tarifs sont différents de ceux des autres régions construits pour les trois espèces étudiées.
Mots clés : Gilbertiodendron dewevrei, Diospyros chrysocarpa et Diogoa zenkeri, équations de volumes et de biomasse, forêt expérimentale de Bawombi.
ABSTRACT
The sustainable forest management, management at local and regional timber resources and planning for the supply of timber industries, cannot be done without knowing the availability of wood of the concerned areas.
The coupling of forest inventory results to volume tables and / or biomass is used to estimate that availability. The development of volume tables for Gilbertiodendron dewevrei, Diospyros chrysocarpa and Diogoa zenkeri and dry biomass for Gilbertiodendron dewevrei mainly represented in the Experimental Forest of Bawombi is presented here.
The statistical test results show that our rates are different from those of other regions constructed for the three studied species.
Keywords: Gilbertiodendron dewevrei, Diospyros chrysocarpa and Diogoa zenkeri equations of volume and biomass, Bawombi Experimental Forest.
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INTRODUCTION
0.1. Problématique
En République Démocratique du Congo, l'utilisation du bois pour la cuisson des aliments, la carbonisation et la production de bois d’œuvre est quotidienne pour la majorité de la population, quelle que soit la position sociale ou le niveau économique. La demande sans cesse croissante de bois et la diminution des surfaces productives sous l'effet des défrichements agricoles ont conduit à s'interroger sur les modalités d'approvisionnement des villes et à proposer une organisation de la filière bois de feu jusqu'à présent en grande partie informelle.
Dans le temps actuel où la forêt devient de plus en plus une ressource recherchée par la population, les évaluations exactes des ressources forestières permettront de relever l’économie nationale et de gérer durablement ces ressources. C’est par ces évaluations quantitatives que les concessionnaires, les gestionnaires du secteur du bois peuvent connaître la possibilité en bois d’œuvre ou d’énergie avant de décider sur la finalité de celui-ci et même avant l’octroi d’une concession forestière. (Anonyme, 2002).
La détermination aussi exacte que possible de cette quantité doit donc apparaître comme essentielle à tous les forestiers. Malheureusement ce problème ne semble pas avoir été étudié avec l’urgence qu’il mérite dans le domaine des forêts tropicales, le nombre réduit d’études faites sur cette question témoigne du peu d’intérêt qu’ont pu lui apporter les forestiers sans doute préoccupés par d’autres tâches plus absorbantes (Lanly, 1965).
En effet, à cause de sa complexité, sa grande diversité biologique et faute de moyens, il semble aussi difficile et coûteux aux chercheurs d’élaborer des tarifs de cubage (ou de biomasse) pour toutes les espèces. Et même si l’on peut procéder à l’estimation du volume ligneux sur pied potentiellement aménageable et exploitable, la masse de données à traiter serait énorme alors que les études de volumes et de biomasse ne sont qu’un aspect dans les études de dynamique forestière. Ainsi on peut se limiter à n’élaborer que des tarifs par ordre de priorité, selon les besoins et les objectifs poursuivis par des projets de recherche (Kahindo, 2009).
L'évaluation de la biomasse ligneuse disponible, ou disponibilité, a pour but de fournir une partie de cette information.
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Une première étape vers la connaissance raisonnée de la forêt à aménager consiste en effet à recueillir des informations qualitatives et quantitatives par le moyen d'un inventaire forestier (Lanly, 1981 ; Sylla, 1987 ; Parde et al. 1988 ; Cibien, 1997).
La forêt de Bawombi étant un site expérimental avec 400 hectares de superficie doit faire l’objet d’un plan d’aménagement intégrant les objectifs de conservation de la biodiversité ainsi que de la régularité de la production. Pour concilier ces objectifs, le plan d’aménagement doit être fondé sur une bonne connaissance des potentialités de la forêt, la gestion soutenue de la ressource.
Mais cette forêt n’est pas suffisamment connue et il n’existe généralement pas de plan de production et d’aménagement préalable de ses ressources.
La question qu’on pourra se poser est de savoir s’il existerait une corrélation entre le diamètre à hauteur de la poitrine (DHP) et le volume fût et/ou la biomasse aérienne des arbres dans cette forêt et si nos tarifs seraient précis à estimer nos valeurs de volumes et/ou de biomasse que ceux trouvés par d’autres chercheurs.
C’est dans cette logique que la présente étude souscrit à établir des modèles de cubage du volume commercial (Volume fût) pour trois espèces d’arbres à savoir : Gilbertiodendron dewevrei, Diospyros chrysocarpa et Diogoa zenkeri et de biomasse de Gilbertiodendron dewevrei dans la forêt expérimentale de Bawombi. Ces trois essences sont d’une importance capitale pour les usages locaux comme par exemple la carbonisation, la menuiserie, la charpenterie, l’ébénisterie, etc. Elle cherche ainsi à connaître le volume sur pied et vise tout de même à en calculer la biomasse fût et/ou totale de Gilbertiodendron dewevrei en partant de ces volumes de bois sur pied et abattus.
0.2. Hypothèses de travail
Nous partons des hypothèses suivantes :
- la corrélation entre les paramètres dendrométriques (DHP) et le volume fût pour les trois espèces et/ou la biomasse aérienne de Gilbertiodendron dewevrei serait positive et forte;
- la qualité (ou précision) du tarif serait supérieure à celle trouvée par le SPIAF actuellement DIAF et dans d’autres études.
0.3. Objectifs de travail
0.3.1. Objectif général
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Le présent travail se propose d’élaborer les tarifs de cubage de Gilbertiodendron dewevrei, Diospyros chrysocarpa et Diogoa zenkeri et le tarif de biomasse de Gilbertiodendron dewevrei dans la forêt expérimentale de Bawombi.
0.3.2. Objectifs spécifiques
♦ Construire les tarifs de cubage à une entrée pour les trois essences de choix dans la forêt de Bawombi ;
♦ Construire le tarif de biomasse fût de Gilbertiodendron dewevrei dans ladite forêt expérimentale;
♦ Déterminer les caractéristiques dendrométriques (diamètre, hauteur, volume, biomasse) de ces essences dans notre site expérimental.
0.4. Intérêt du travail
Cette étude ouvre la voie et constitue un fondement pour d’autres chercheurs qui envisageront d’entreprendre des études ultérieures dans ce domaine.
Le volume ou la biomasse à l’unité de surface, du fait qu’ils font intervenir les autres mesures sur le terrain sont de bons critères pour caractériser une forêt (Gaudien, 1996). Bref, si les tarifs de cubage trouvent un écho auprès des forestiers (chercheurs) c’est en raison du fait que d’une part on peut les relier aux transactions commerciales (des produits forestiers ligneux) et qu’ils permettent d’autre part, d’évaluer les potentiels forestiers (dans le cadre d’une gestion durable des peuplements forestiers). Ils permettent par ailleurs de passer des effectifs inventoriés aux volumes bruts c'est-à-dire aux volumes des fûts, de la base de l’arbre à une certaine découpe ou au premier gros défaut. (Meriem et al. 1998).
La notion de biomasse, quant à elle, se référant à la quantité de carbone emmagasinée dans la forêt, est importante pour les études prospectives sur le cycle et la séquestration du carbone à l’échelle des forêts, qui a une incidence sur les changements climatiques (FAO, 2000).
0.5. Subdivision du travail
Hormis l’introduction, le présent travail est constitué de quatre chapitres : le premier parle des généralités sur le milieu d’étude, les tarifs de cubage et de biomasse, technologie et description botanique des espèces étudiées et quelques travaux antérieurs; le deuxième présente les matériels d’étude ainsi que les méthodes de travail ; le troisième est consacré à la présentation des résultats et enfin le quatrième concerne la discussion des résultats.
Une conclusion et quelques suggestions clôturent enfin ce travail.
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CHAPITRE PREMIER : GENERALITES
1.1. Description générale du dispositif
1.1.1. Milieu physique
La forêt expérimentale de Bawombi est située à 34 km sur la route Bengamisa-Yangambi qui rejoint l’axe routier Kisangani-Buta à 52 km de Kisangani au village Yambelo. Les coordonnées géographiques de cette forêt sont : 00°58’08’’ latitude Nord et 24°57’34’’ longitude Est (Bongo et Nsoo, 1984 cité par Lokombe, 1996). Le site dans lequel nous avons effectué notre plan de sondage se situe entre 00° 59’ 33,8’’ latitude Nord et 024°57’39,4’’ longitude Est.
La forêt de Bawombi jouit du même climat que celui de la région de Bengamisa. D’après Van Wambeke et al. 1957, le sol appartient à la série Baombe (AR) qui correspond aux caractéristiques suivantes : sol du type argilo-sableux et argileux lourd de couleur rouge avec forte rétention d’eau.
Le relief est vallonné et plat. La position à cheval sur une ligne de crête fait que la forêt de Bawombi est sillonnée de part et d’autre par un assez grand nombre des ruisseaux tributaires de la Lubengo au Sud et de la Gula au Nord.
1.1.2. Description de la forêt d’étude
La forêt expérimentale de Bawombi est répartie en 3 formations végétales principales selon Ahuka et al. 1985:
Forêts primaires à prédominance de Gilbertiodendron dewevrei. Cette essence constitue environ 50% des sujets inventoriés et se régénère abondamment sous son propre couvert;
Forêts secondaires croissant sur les emplacements des anciens villages et champs;
Forêts rivulaires et marécageuses dues à un réseau dense de ruisseaux.
La forêt expérimentale de Bawombi dont la superficie est de 400 hectares fût jadis une partie intégrale de la réserve floristique de l’INERA qui s’étendait sur 220.000 hectares.
Elle fût concédée à l’Institut Supérieur d’Etudes Agronomiques en sigle ISEA/Bengamisa plus particulièrement à la section des Eaux et Forêts depuis l’année académique 1977-1978 afin d’effectuer des travaux pratiques et des recherches (Lokombe, 1996).
La photo-interprétation et la cartographie forestière de la forêt expérimentale de Bawombi ont été établies par Sayongo (1982) cité par Lokombe, 1996.
5 Elles permettent de préciser les superficies des 3 strates :
• 21,8 hectares de forêts marécageuses soit 5,46% de la superficie totale ;
• 20,3 hectares de forêts secondaires soit 5,07% de la superficie totale ;
• 354,3 hectares de forêts à Gilbertiodendron dewevrei soit 89,47% de la superficie totale.
Les forêts denses humides sempervirentes sont dominées par le Gilbertiodendron dewevrei. Les forêts secondaires jeunes sont colonisées par les essences telles que Musanga cecropioïdes, Harungana madagascariensis, Xylopia sp et Trema orientalis. Les forêts marécageuses des petits tributaires sont marquées par les essences ci-après : Coelocaryon botryoïdes, Dichostema glaucenscens, Entandrophragma palustre et Uapaca guineensis.
1.2. Tarif de cubage et de biomasse
1.2.1. Tarif de cubage
Plusieurs auteurs ont tenté de donner les définitions du terme tarif de cubage, et nous nous limiterons à ces deux définitions :
- CTFT (1956), définit le tarif de cubage comme l’équation (ou formule), le tableau et/ou le graphique permettant d’estimer le volume d’arbres ou de peuplement « variables dépendantes » à partir de caractéristiques facilement mesurables (par exemple diamètre, hauteur-fût ou hauteur totale) et qui dérive de l’analyse statistique de régression.
- On appelle aussi tarif de cubage d’arbre, les équations (ou formules) qui estiment le volume moyen d’un arbre («variable dépendante») en fonction de certaines caractéristiques (notamment du DHP et de hauteur) et qui dérivent d’analyses statistiques de régression. (Lichnerowicz, 1971). L’intérêt général des tarifs de cubage est qu’ils permettent de passer des effectifs inventoriés en inventaire d’aménagement ou en inventaire d’exploitation (effectifs par essence et par classe de diamètres) à des volumes fûts des arbres sur pied, à partir des variables mesurées.
Les tarifs de cubage ne sont applicables que dans la zone d’étude, pour les essences ainsi que les classes de diamètre retenues par l’échantillon d’arbres ayant servi de base de mesures (ATIBT 2006 ; Rondeux 1993; Rondeux et al. 2008). Ceci définit le domaine de validité du tarif.
Le tarif de cubage peut être utilisé :
- soit en vue de l’aménagement des forêts ;
- soit en vue de l’estimation de la valeur marchande.
6 1.2.2. Tarif de biomasse
Un tarif de biomasse est une équation (ou tableau, graphique) qui permet de prédire la biomasse d’un arbre à partir de caractéristiques dendrométriques faciles à mesurer, comme le diamètre à hauteur d’homme ou la hauteur.
La biomasse est généralement définie comme étant «la masse de matière vivante produite par une population, un peuplement, une communauté ou une biocénose, rapportée à l’unité de surface et exprimée en matière sèche» (Brown 1997, Delpech et al, 1985 cité par Njoukam, 1995) à un moment donné, exprimée en kg/ha. La biomasse épigée est quant à elle la masse de la partie ligneuse (tronc, écorce, branches, brindilles, feuilles, etc.) des arbres, vivants ou morts, des arbustes et des buissons, à l’exclusion de la souche et des racines (Guitet, 2007).
D’après la FAO (2000) c’est la quantité totale de matière organique aérienne présente dans les arbres exprimée soit en tonnes par hectare (t/ha) dans le cas d’une densité de la biomasse, soit tout simplement en tonne pour l’estimation totale de la biomasse à un niveau régional ou national. Dans bien des cas, l’estimation de la biomasse est basée sur le diamètre à hauteur d’homme (DHP).
Selon les études de Brown (1997) et pour la plupart des forêts ou formations végétales, le diamètre minimum à partir duquel les arbres sont pris en compte dans l’estimation de la biomasse est fixé à 10 cm: la prise de hauteurs des arbres reste facultative (Brown, 1997 ; Kumiatun et al. 2001).
1.3. Présentation des espèces : Technologie et description botanique
1.3.1. Gilbertiodendron dewevrei J. Léonard
Nom Pilote: Limbali; Famille: Fabaceae (gousse); Classe: Caesalpinioidae (stipule) Ordre : Fabales; Distribution: En peuplement pratiquement purs (parfois sur plusieurs hectares voire dizaines d’hectares); avec régénération abondante, dans les fonds des vallées ni inondés ni marécageux, sur leur pente ou au voisinage. Classe II. c.à.d. connue sur le marché international du bois et exploité au Congo mais ne fait pas encore l’objet d’une demande accrue sur le marché extérieur. Néanmoins elle répond déjà à suffisance aux besoins des consommateurs locaux à cause de la grande disponibilité qu’elle laisse entrevoir et présente un intérêt économique certain pour une promotion à court terme sur le marché international. SPIAF, 2007.
Diamètre minimum d’exploitation (DME): 60 cm et un accroissement annuel moyen AAM: 0,4 cm/an.
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Répartition en Afrique: L’aire de répartition prend les pays suivants : Nigeria, République Centrafricaine, la R.D.Congo en passant par le nord-est du Gabon. Base cylindrique; Fût droit et cylindrique, bas branchu; Hauteur recoupe: jusqu’à 20 mètres; Diamètre maximale: 3 mètres.
Fruits: gousses plates, ligneuses (15- 30 X6-9 cm) brunâtre, ridées transversalement, avec un des bords marqué d’un côté, revêtu de poils denses très courts. Ses bonnes résistances mécaniques et sa durabilité naturelle lui assurent une large gamme d’utilisations : charpenterie, menuiserie extérieure. Vivien et Faure, 1985.
1.3.2. Diospyros chrysocarpa F. White, Bull
Le Diospyros chrysocarpa est de la Famille des Ebenaceae, Genre Diospyros L. Son nom vernaculaire est Liaala, Liaala la libande (Turumbu) ; Ngirotche (Kisongola). Classe IV, c.à.d.
jusqu’ici ignoré des utilisateurs, ce qui ne signifie pas qu’elle n’a aucune valeur économique mais simplement des études anatomiques et surtout technologiques ne sont pas encore entreprises et même quand ces dernières sont déjà amorcées, les résultats ne sont pas encore rendus disponibles. DME: 60 cm, AAM: 0.5 cm/an. SPIAF, 2007. Arbre pouvant atteindre 15 mètres de haut ; écorce noirâtre. Feuilles chartacées (souples et brillant sur les 2 faces), brun rougeâtre mat à l’état sec, plus claires en dessous, limbe elliptique lancéolé, cunéé à la base, subacuminé au sommet, de 8-12 cm de long et 2-4-5 cm de large, glabre en dessous à l’exception de quelques minuscules poils striguleux principalement sur les nervures. Fruits largement coniques ou subglobuleux, de 3 X 3.5 cm, jaunes, verruculeux, pubérulents-striguleux, calice fructifère non accrescent. Graines 6 ou moins par avortement, de 22 X 14 X 8 mm, brun foncé, à endosperme profondément ruminé.
Distribution. R.D.Congo: Forestier Central (Yangambi: Bolema 239, Louis 3701; Yangambi- Ngazi, km 8: Louis 782, Yangambi-Bengamisa, km 21: Louis 2533, Yalibwa : Louis 13253, Pangi : Michelson 341). Habitat: Forêts denses ombrophiles de terre ferme (White, 1987).
1.3.3. Diogoa zenkeri (Engler) Exell & Men.
L’espèce est de la Famille des Strombosiaceae, Genre Strombosia. Le nom vernaculaire est Ekoba, Ekobeu, Olombang (Yaoundé), Aubreville et al. 1973. Classe IV, DME: 60 cm, AAM:
0.5 cm/an. SPIAF, 2007. Arbre atteignant 30m de haut. Feuilles alternes, pétiolées ; limbe coriace, oblong-lancéolé, atteignant 30 (-40) cm de long, acuminé au sommet, révoluté sur les bords, glabres, inflorescences axillaires, très petites, en fascicules pauciflores.
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Fleurs pédicellées, 5-mères, jaunâtres, atteignant 6mm de long. Fruits drupacés, globuleux, atteignant 5cm de diamètre. Lejoly et al, 2010. Diogoa zenkeri est un petit arbre du sous étage de la forêt dense humide
Habitant : Forêts denses. Distribution : Son aire s’étend du Nigéria à l’Angola et en R.D.Congo
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Bois brun jaune ; mi-lourd, dur ; à grain grossier et les fruits sont comestibles. Arbre moyen à fût droit et cylindrique atteignant 1m de diamètre ; cime large et dense (Tailfer, 1989).
1.3.4. Quelques études réalisées
Il y a une multitude de travaux portant sur le cubage d’arbres et de peuplements, nous citerons ici quelques uns:
Ahuka en 1976 a travaillé sur le tarif de cubage de Gilbertiodendron dewevrei De Wild en forêt naturelle (km 16 route de Buta);
En 1981 Mabiala travaillant sur les normes d’inventaire forestier, 3 n° 1, 3 et 4. Tarif de cubage SPIAF Kin. ;
Dagnelie en 1985 mène une étude sur la table de cubage des arbres et des peuplements forestiers ;
Lokombe en 2004 a abordé les caractéristiques dendrométriques et stratégies d’aménagement des forêts denses humides en Gilbertiodendron dewevrei dans la région de Bengamisa. Il a établi des tarifs pour cette espèce en forêt monodominante à Gilbertiodendron dewevrei.
Quant à la biomasse, peu d’informations sont disponibles pour les forêts tropicales africaines (Chave et al. 2005).
En Afrique centrale, des travaux sur les stocks de biomasse ont toutefois été réalisés dans des plantations (Saint-André et al. 2005 ; Bernard-Reversat et al. 1993 ; Deans et al. 1996 ; Dans les zones sèches d’Afrique, c’est-à-dire au Sahel dans l’hémisphère nord et dans les forêts à Miombo dans l’hémisphère sud, la problématique bois énergie est ancienne et de nombreuses études sur la biomasse (qui est le paramètre le plus important pour le bois de feu) des arbres ont été menées (Poupon, 1980 ; Fuwape et al. 2001 ; Gourlay, 1996 ; Tietema, 1993).
Kahindo en 2009 a élaboré des tarifs de cubage et biomasse pour Gilbertiodendron dewevrei (De Wild.) J. Léonard, Guarea thompsonii Sprague & Hutch et Scorodophloeus zenkeri Harms dans la réserve forestière de la Yoko (Ubundu, Province Orientale, RDC).
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CHAPITRE DEUXIEME : MATERIEL ET METHODES
2.1. Matériel
Pour l’exécution des travaux sur terrain, nous nous sommes servi de deux types de matériel : Biologique et Technique.
2.1.1. Matériel biologique
Le matériel biologique utilisé pour la réalisation de ce travail est défini en termes d’espèces végétales. Dans la forêt expérimentale de Bawombi, le choix a porté sur trois espèces à savoir:
Gilbertiodendron dewevrei, Diospyros chrysocarpa et Diogoa zenkeri.
2.1.2. Matériel technique
Le type d’équipement requis dépend du type de mesure à prendre et la liste qui suit contient la plupart de matériel utilisé, à savoir :
♦ Machettes, limes pour l’ouverture du transect (layon);
♦ Relascope de Bitterlich à bandes larges pour prélever les diamètres (Diamètre à hauteur de la poitrine, diamètre médian et diamètre au fin bout) et les hauteurs (hauteurs fût, hauteurs totales) sur les arbres débout;
♦ GPS et boussole pour donner les coordonnées géographiques et l’orientation des transects;
♦ Rubans diamétriques pour prendre les diamètres sur les arbres abattus;
♦ Ruban métrique à fibre d’acier 50m pour mesurer les distances ;
♦ Peintures pour marquage des arbres, fiches de terrain, stylos, crayons, gommes ;
♦ Scie à chaîne et scie à main pour couper les arbres et collecter les échantillons (rondelles) ;
♦ Balance de 100kg et 6kg pour la pesée des billons et rondelles
♦ Balance de précision de 5kg pour la pesée des rondelles lors du séchage ;
♦ Etuve pour le séchage d’échantillons ;
♦ Quelques logiciels de traitement des données : Excel et SPSS.
2.2. Méthodes
2.2.1. Inventaire complet
Pour la récolte des données, nous avons procédé par un inventaire pied par pied. Lors de cet inventaire, il était question de parcourir la forêt à la recherche de nos trois espèces.
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A chaque 50m le long du layon de base (1000 m), nous avons placé un layon secondaire de 25 mètres de largeur à gauche et l’autre à droite long de 100 m, ceux-ci ont couvert une superficie de 20 hectares.
2.2.2. Sélection et caractérisation des arbres-échantillons a. Arbres debout
Les arbres pris pour l’établissement des tarifs ont été choisis de manière à optimiser la qualité de la régression, en répartissant l’échantillonnage sur l’ensemble des classes de diamètre rencontrées. Pratiquement, sur terrain nous avons tenu compte des différentes dimensions de grosseurs et de hauteurs des arbres pour sélectionner un arbre et le nombre de tiges pour chaque espèce est de 30 au minimum comme cela est exigé pour le cas d’un peuplement. Mais pour la construction des tarifs proprement dit, nous avons sélectionné 30 tiges de Gilbertiodendron dewevrei et 15 tiges pour chacune des autres espèces. Sur chaque arbre-échantillon, les caractéristiques suivantes nous ont été utiles pour prédire le volume: les diamètres à hauteur de poitrine; les diamètres médian; les diamètres au fin bout et les hauteurs (du fût et totales).
La deuxième étape fondamentale consistait à sélectionner parmi les tiges inventoriées, trois pieds de Gilbertiodendron dewevrei. Ces trois tiges ont été sélectionnées en considérant une tige de petite dimension (14 cm de DHP), une tige moyenne (44 cm de DHP) et une grosse tige (62 cm de DHP) qui nous ont servi à confronter nos estimations du volume de tronc sur les arbres debout, à celles obtenues sur les arbres abattus.
b. Arbres abattus
b.1. Détermination du volume
Pour déterminer le volume sur un arbre abattu non pesé, nous avons pris à l’aide d’un ruban diamétrique pour chaque billon les caractéristiques suivantes: diamètre au gros bout, diamètre médian, diamètre au fin bout et la longueur du billon; ensuite nous avons appliqué la formule de Newton Simpson pour déterminer son volume. Pour les billons pesés, après avoir trouvé son poids en kilogramme, nous avons récolté une rondelle par billon et mesuré son diamètre et sa longueur, et ensuite nous avons estimé la densité verte de chaque billon par le rapport poids frais de rondelles sur le volume de la même rondelle à l’état frais (Annexe 9). Le volume pour chaque billon a été prédit par le rapport entre le poids frais et la densité verte. Enfin le volume total pour une tige a été obtenu par la somme des volumes des billons correspondants.
b.2. Détermination des biomasses
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Une fois l’arbre était abattu et couché au sol, nous avons compartimenté la biomasse aérienne par catégories: fines branches (diamètre ≤ 8 cm), grosses branches (diamètre>8cm) (houppier), tronc (fût). On divisait virtuellement la tige en 3, 4 ou 5 billons et on mesurait les diamètres de chaque billon (diamètre au gros bout, au milieu et au petit bout du billon). Le volume pour chaque billon a été obtenu en utilisant la formule de Newton Simpson; la biomasse fraiche était obtenue par le produit du volume et de la densité verte du billon et enfin la biomasse fraiche totale par tige a été obtenue par la somme des biomasses des billons et branches correspondants (Annexe 10). Pour ce qui concerne la biomasse sèche, on a pu prélever les rondelles pour chaque billon et pour les branches, et ces rondelles étaient séchées à l’étuve à une température de 65°C pour obtenir le rapport poids sec (65°C) et poids frais des rondelles (Annexe 9). Quant aux autres compartiments (petites branches, rameaux), nous avons pris soins de peser toute la biomasse pour chaque arbre modèle et prélever les échantillons destinés au laboratoire (peser en état vert et sécher, puis repesé). La biomasse sèche était obtenue par le produit de la biomasse fraiche et du rapport poids sec (65°C) sur poids frais de la rondelle. Enfin la biomasse sèche totale par arbre est obtenue par la somme des biomasses sèches des billons et branches correspondants.
2.2.3. Construction des tarifs a. Tarifs de cubage
La construction d’un tarif de cubage s’appuie sur plusieurs méthodes dont la méthode directe ; graphique et mathématique. Les deux premières méthodes sont actuellement remplacées par la méthode mathématique où ce tarif se présente sous forme d’équation résultant de l’application de la méthode statistique de régression, Otomabongaa, 2007 cité par Malongola, 2008.
Dans l’élaboration des tarifs de cubage, les différentes étapes de calcul concernent le calcul des volumes individuels des arbres à partir des données récoltées sur le terrain; la sélection des équations exprimant les volumes en fonction des variables explicatives (DHP, Dm, Dfb, hauteur du fût ou hauteur totale, etc.); l’ajustement des équations aux données observées et enfin la construction des tables de cubage (Thibaut et al. 1998). La hauteur fût dans ce cas se définit comme la partie de la tige de l’arbre dont la base de la cime constitue la découpe supérieure et la souche la découpe inférieure (si l’arbre ne présente pas de déformation à la base, la découpe inférieure se situe au ras du sol), CTFT, 1989.
• Calcul des volumes individuels
Les volumes individuels pour les arbres débout ont été calculés par la formule de cubage de Huber. Cette formule se présente comme suit : V= π /4. (D²m).L
12 Où L= longueur du fût, Dm= diamètre médian et π= 3.14.
Pour les arbres coupés, nous avons utilisé la formule de Newton Simpson qui se présente de la manière suivante : V= L/24π (Dgb² + 4D²m + Dfb²)
Où L: longueur du billon, Dgb:
Diamètre au gros bout, Dm: Diamètre médian et Dfb: Diamètre au fin bout.
• Choix des équations de régression
Le choix se fait par une analyse des résidus. Le R² (coefficient de détermination) est également un indicateur important pour juger la qualité de la régression. Plus il est proche de 1, meilleure est la régression (Mabiala, 1981), le coefficient est toujours ≥ 0 (Bar-Hen ,1998) ; Cependant, le coefficient R² (coefficient de détermination) n’est pas le seul facteur pour le choix d’un modèle, il a fallu pousser les analyses, en procédant à d’autres tests statistiques : Ecart-type résiduel, Coefficient de variation résiduel, etc.
b. Tarifs de biomasse
A partir des mesures prises pour chaque arbre, la relation entre biomasse et diamètre est établie à l'aide des «courbes de tendance» (fonctions «puissance et exponentielle»), de la forme Y= a.
X
bet Y= a.e
bxsont appliquées à chaque nuage de points construit pour Gilbertiodendron dewevrei.Elles correspondent à une régression linéaire par la méthode des moindres carrés avec une équation du type ln(y)= ln(a) + b.ln(X) et ln(y)= b.X + ln(a). Ces modèles ont été préférés aux autres car ils donnaient un coefficient de détermination R2>0,8. On obtient ainsi pour chaque compartiment (biomasse exportée) une relation du type:
Biomasse fût=
a.X
bet
Biomasse fût= a.e
bx.
Où a et b sont des constantes déterminées pour chaque compartiment et X le DHP.
Les équations ainsi obtenues permettent, à partir de mesures de diamètres prises sur un arbre, de prédire la masse de bois correspondant.
2.2.4. Choix des espèces
Deux facteurs ont guidé le choix des espèces pour lesquelles ont été établis les tarifs:
(1) En plus leur abondance à l’échelle du site, elles sont aussi exploitables (localement); (2) Egalement, des démarches scientifiques sur leur répartition spatiale, caractéristiques dendrométriques, anatomiques voire tarifs de cubage sont nécessaires pour un aménagement durable et leur commercialisation future.
13 2.2.5. Séchage de matériel au laboratoire
La dernière étape de récolte des données consistait au séchage de matériel au laboratoire. Nos échantillons étaient séchés dans le laboratoire de Physique de la Faculté des Sciences de l’Université de Kisangani. L’étuve utilisée appartenait à la Faculté des Sciences Agronomiques de ladite Université. Les échantillons du bois étaient séchés à la température de 65°C. Dans tout le cas, on pesait régulièrement les échantillons jusqu’au poids constant. Les poids individuels de ces échantillons sont repris en Annexe 7.
Les deux figures qui suivent montrent l’exemple d’une des rondelles que nous avons prélevé et comment se faisait le séchage au laboratoire.
2.2.6. Transformation des données brutes.
La transformation des unités relascopiques en diamètre et hauteur fût et/ou totale s’est effectuée par les formules ci-après:
a) Pour le diamètre: d= 2 u a. Où d: diamètre; u: unité relascopique, a: distance horizontale séparant l’observateur de l’arbre.
b. Pour la hauteur: Etant donné qu’en utilisant le relascope de Bitterlich, l’œil de l’observateur était plus haut que le pied de l’arbre. Nous avons considéré dans ce cas la formule suivante :
Ht (ou Hf)= Ls – Li
Où Ht: hauteur totale ; Hf: hauteur fût, Ls: lecture du point supérieur de mesure de l’arbre et Li: lecture inférieure du point de mesure à la base de l’arbre.
Figure3.Séchage du matériel au laboratoire Figure2.Rondelle récoltée sur une tige
14
CHAPITRE TROISIEME : RESULTATS
3.1. Relation entre les classes de DHP et hauteur de fût
La relation entre les classes de DHP et hauteur de fût est présentée dans les figures ci-dessous pour les espèces étudiées.
Il se dégage de ces figures que la relation entre le DHP et la hauteur est proportionnelle. Pour le Gilbertiodendron dewevrei, les fûts sont plus hauts dans la classe 6 c'est-à-dire des arbres de 60 à 70 cm de DHP alors que les classes 1 et 10 ne comptent que 55 mètres des hauteurs fût en se référant à la somme des valeurs. Pour le Diospyros chrysocarpa, les tiges de la deuxième classe c.à.d. variant entre 20 et 30 cm de DHP ont des fûts longs que les autres et enfin pour Diogoa zenkeri les arbres variant entre 30 et 40 cm de DHP contiennent des fûts longs que les deux premières classes (Annexe 3).
Figure 3 : Distribution de hauteurs fût en fonction de classes de DHP pour Gilbertiodendron dewevrei
Figure 5 : Distribution de hauteurs fût en fonction de classes de DHP pour Diospyros chrysocarpa Figure 4 : Distribution de hauteurs fût en fonction
de classes de DHP pour Diogoa zenkeri
15
3.2. Volume et biomasse du fût des arbres échantillonnés
Les figures qui suivent donnent les volumes et biomasses individuels de chaque espèce pour les tiges retenues dans l’élaboration des tarifs (Annexes 4 et 8).
L’analyse de ces quatre figures montre que, plus le diamètre d’un arbre augmente, le volume du fût et/ou la biomasse du fût a aussi tendance aussi à augmenter.
Figure 6. Volumes de Gilbertiodendron dewevrei Figure 7. Volumes de Diospyros chrysocarpa
Figure 8. Volumes de Diogoa zenkeri Figure 9. Biomasse fût de Gilbertiodendron dewevrei
16
3.3. Etablissement des tarifs.
A partir de la relation de DHP (cm) avec le volume fût (m3) et/ou biomasse sèche fût (Kg) (Annexes 4 et 8), nous avons pu ajuster cinq modèles de régression après linéarisation par régression linéaire des modèles puissance et exponentiel.
Les tableaux 1, 2, 3 et 4 donnent les caractéristiques des équations de régression pour le cubage de nos trois espèces et pour la biomasse fût de Gilbertiodendron dewevrei.
Tableau1. Caractéristiques des équations de régressionpour Gilbertiodendron dewevrei Eléments Linéaire Logarithmique Quadratique Puissance Exponentiel
N 30 30 30 30 30
a -2,1332 -11,215 0,0839 0,0002 0,0962
b 0,087 3,6193 -0,0131 2,2268 0,0462
C I.c
p
2,9±0,7 0,000
2,9±0,82 0,000
0,0009 3±0,68 0,000
2,2±0,76 0,000
2,9±0,81 0,000
R² 0,61 0,49 0,65 0,91 0,84
Tableau2. Les modèles de régression pour Diospyros chrysocarpa
Eléments Linéaire Logarithmique Quadratique Puissance Exponentiel N 15 15 15 15 15 a -0,6445 -2,4814 0,3637 0,00003 0,0114 b 0,0437 0,9259 -0,047 2,8609 0,1266 C
I.c p
0,4±0,08 0,000
0,4±0,11 0,000
0,0018 0,39±0,07 0,000
0,34±0,08 0,000
0,39±0,07 0,000 R² 0,81 0,7 0,89 0,88 0,89
Tableau 3. Les modèles de régression pourDiogoa zenkeri
Eléments Linéaire Logarithmique Quadratique Puissance Exponentiel
N 15 15 15 15 15
a -0,3934 -1,481 0,1545 0,00002 0,0065
b 0,029 0,5737 -0,0247 2,8443 0,1356
C I.c p
0,28±0,05 0,000
0,28±0,07 0,000
0,0011 0,26±0,04 0,000
0,21±0,07 0,000
0,28±0,06 0,000
R² 0,83 0,73 0,90 0,88 0,90
17 Tableau4.Les modèles de régression pour la biomasse fût de Gilbertiodendron dewevrei
Eléments Linéaire Logarithmique Quadratique Puissance Exponentiel
N 30 30 30 30 30
a -1451,4 -7630,5 57,107 0,1601 65,429
b 59,238 24662,6 -8,8961 2,2268 0,0462
C I.c p
1.988,35± 490,15 0,000
88.700,82 ± 32.596,91 0,000
0,5883
1.988,09 ± 466,29 0,000
1.786,33 ±477,25 0,000
1.982,20 ±551,23 0,000
R² 0,61 0,49 0,65 0,91 0,84
Où I.c : Intervalle de confiance et p : probabilité.
En pratique, un coefficient de détermination ≥ 0,8 dénote une bonne régression (MABIALA, 1981).
L’analyse de ces tableaux montre que pour le Gilbertiodendron dewevrei, les modèles puissance et exponentiel ont donné un coefficient de détermination (R²) ≥ 0,80 soit respectivement 0,91 et 0,84. Donc ces modèles sont bons pour la construction de tarif de cubage. Pour Diospyros chrysocarpa et Diogoa zenkeri, les modèles linéaire, quadratique, puissance et exponentiel ont donné un R² ≥ 0,80 mais le modèle linéaire ne convient pas car il donne certains volumes négatifs (Annexe 7). Les modèles restant ayant donné un R²>0,8 sont premièrement retenus pou le cubage. Enfin pour la biomasse fût de Gilbertiodendron dewevrei c’est la même situation que pour le cubage de la même espèce où les modèles puissance et exponentiels ont donné un R²>0,80. Le constat que nous pouvons encore faire est qu’au seuil de 0,05 (α) c'est-à-dire à un intervalle de confiance (I.c) de 95%, l’hypothèse nulle « il n’existe pas de corrélation entre le DHP et le volume et/ou biomasse » est rejetée, car la différence entre p et α est très significative pour tous les modèles testés (0,000 << 0,05). Donc, il existe une forte corrélation entre le DHP et le volume fût et/ou biomasse fût.
3.3.1. Analyse résiduelle.
Pour apprécier la qualité de l’ajustement des équations testées, nous avons fait recours aux paramètres statistiques suivants selon Thibaut et al. 1998: le coefficient de détermination (R2), l’écart-type résiduel (ECTR) et le coefficient de variation résiduelle (CVR). En nous basant sur les critères illustrés par Njoukam (1995) qui stipule que pour retenir un modèle d’équation de régression qui fera l’objet du tarif de cubage, il faut choisir l’équation ou modèle qui présentera un coefficient de détermination (R²) élevé et un coefficient de variation résiduel (CVR) faible.
18
Les tableaux 5, 6, 7 et 8 donnent les écarts-types résiduels et les coefficients de variation résiduelle pour les modèles retenus premièrement en vue de les départager et rester avec un seul qui fera l’objet de la construction du tarif proprement dit.
Tableau 5. Ecart type résiduel, Coefficient de variation résiduelle pour Gilbertiodendron dewevrei
EQUATIONS PARAMETRES
Y=0,0002.X2, 2268
ECTR = 2,09 m3 CVR = 71,74 % Y=0,0962 e0,0462X
ECTR = 2,21 m3 CVR = 75,94 %
Tableau 6. Ecart type résiduel, Coefficient de variation résiduelle pour Diospyros chrysocarpa EQUATIONS PARAMETRES
Y= 0,0018X²-0,047X + 0,3637
ECTR= 0,13 m3 CVR= 33,45 %
Y=0,00003 X2,8609
ECTR = 0,16 m3 CVR = 40,62 % Y=0,0114 e0,1266X
ECTR= 0,14 m3 CVR = 35,35 %
Tableau 7. Ecart type résiduel, Coefficient de variation résiduelle pour Diogoa zenkeri
EQUATIONS PARAMETRES
Y=0,0011X2-0,0247X+ 0,1545
ECTR = 0,31 m3 CVR = 4,66 % Y=0,00002 X2,8443
ECTR = 0,48 m3 CVR = 7,28 %
Y=0,0065 e0,1356X
ECTR= 0,40 m3 CVR = 6,09 %
19 Tableau 8. Ecart type résiduel, Coefficient de variation résiduelle pour la biomasse fût de
Gilbertiodendron dewevrei
EQUATIONS PARAMETRES
Y= 0,1601 .X 2,2268
ECTR = 1307,02 Kg CVR = 0,06 %
Y=65,429
e
0,0462XECTR = 1509,61 Kg CVR = 0,07 %
3.3.2. Résultats des trois arbres abattus sur le volume et la biomasse
Pour la validité de nos tarifs sur Gilbertiodendron dewevrei, il nous a paru utile de faire figurer les volumes et les biomasses de nos trois tiges abattues.
Le tableau suivant donne les valeurs relatives aux trois arbres coupés (Annexe 5) Tableau 9. Résultats relatifs aux trois arbres coupés
DHP (cm)
Volume fût (m3)
Volume houppier(m3)
Volume totale(m3)
Biomasse fût (Kg)
Biomasse houppier(Kg)
Biomasse totale(Kg)
14 0,11 0,1 0,21 77,34 54,28 131,62
44 0,63 0,92 1,55 561,53 382,32 943,85
62 0,82 1,4 2,22 860,54 984,96 1.845,5
Total 1,56 2,42 3,98 1.499,41 1.421,56 2.920,97
L’analyse du tableau 9 montre que les mesures prises au relascope de Bitterlich surestiment le volume fût et/ou la biomasse dont les mesures ont été prises au ruban diamétrique.
Car on observe que les volumes et/ou biomasses fût trouvés sur les arbres abattus sont inférieurs dans la plus part de cas à ceux trouvés par les estimations.
Pour la tige de 14 cm de DHP, on remarque que le volume fût estimé est de 0,085 m3 alors que ce même arbre coupé donne un volume fût réel de 0,11m3, la tige de 44 cm de DHP estime le volume fût à 1,27m3 et le volume réel donne 0,63 m3 et la tige de 62 cm de DHP est estimée à 1,99 m3 du volume mais le volume réel sur arbre abattu donne 0,82 m3.
20 Quant à la biomasse, on remarque aussi une sous-estimation pour la tige de 14cm de DHP où la biomasse fût est estimée à 58,19 Kg alors que la biomasse sur arbre abattu est de 77,34 Kg, alors qu’on observe une situation contraire quant aux tiges de grosses dimension, la tige de 44cm de DHP estime la biomasse fût à 865,70 Kg alors que la biomasse fût réelle est de 561,53 Kg et enfin pour la tige de 62 cm de DHP la biomasse estimée est de 1356,9 Kg mais la vraie valeur est de 860,54 Kg. Donc, les mesures prises au relascope de Bitterlich surestiment l’évaluation des volumes et des biomasses fût dans le cadre de cette étude.
3.3.2.1. Evolution du rapport entre la biomasse fût et la biomasse houppier puis entre la biomasse fût et la biomasse totale
Les figure 10 et 11 donnent l’évolution de la biomasse fût en fonction de la biomasse du houppier et de la biomasse totale pour les trois tiges coupées.
La figure 10 montre que pour la tige de 14 cm de DHP, la biomasse fût et la biomasse houppier ne présentent pas des grandes différences; pour la tige de 44 cm, nous observons une diminution de la biomasse au niveau du houppier. Quant à la tige de 62 cm de DHP, l’évolution est croissante, car le houppier contient plus de biomasse que le fût. Cela s’explique par le fait que cette tige avait plus des branches dans sa partie supérieure (Houppier). Quant à la figure 11 on observe que l’évolution de la biomasse est toujours linéaire pour toutes les tiges. Donc la biomasse totale est toujours supérieure à la biomasse fût car tout arbre a toujours à part la partie fût, un houppier composé des branches. Le tableau qui suit présente le pourcentage de chaque partie de la tige (fût et houppier) dans la biomasse totale.
Fig.10. Evolution de la biomasse fût en fonction de la biomasse houppier.
Fig.11. Evolution de la biomasse fût en fonction de la biomasse totale.
21 Tableau 10. Pourcentage de la biomasse fût et biomasse houppier
DHP (cm) % de la biomasse fût % de la biomasse houppier Biomasse totale
14 58,76 41,24 100%
44 59,5 40,5 100%
62 46,6 53,4 100%
Ce tableau montre que dans la plus part de cas, la biomasse fût est supérieure à la biomasse houppier. Mais dans le cas de Gilbertiodendron dewevrei, il arrive de fois que la biomasse houppier soit supérieure à la biomasse fût (cas de la tige de 62 cm de DHP). Cette situation est due par le fait que le houppier de cette espèce est trop branchu.
3.3.3. Equations de régression retenues Tableau 11. Equations de régression retenues.
Espèce Equation R² ECTR CVR (%)
Gilbertiodendron dewevrei Y=0,0002.X2, 2268 0,91 2,09 m3 71,74 Gilbertiodendron dewevrei
Diospyros chrysocarpa
Y= 0,0962 e0,0462X
Y= 0,0018X²-0,047X + 0,3637
0,84 0,89
2,21 0,13 m3
75,94 33,45 Diogoa zenkeri Y=0,0011X2-0,0247X+ 0,1545 0,90 0,31 m3 4,66
Biomasse fût Biomasse fût
Y= 0,1601 .X 2,2268 Y= 65,429 e 0,0462X
0,91 0,84
1307,02Kg 1509,61Kg
0,06 0,07
3.4. Courbes de régression pour trois espèces et pour la biomasse fût.
Les figures qui suivent présentent les courbes des différents volumes et la dispersion des résidus des modèles de régression retenus pour les trois espèces et de la biomasse sèche fût de Gilbertiodendron dewevrei.
Figure 12.Courbe de régression pour le cubage de Gilbertiodendron dewevrei
Figure 13. Dispersion des résidus réduits des modèles retenus
22
Il est évident que pour des DHP >75cm, on observe une forte dispersion des points. Cela peut s’expliquer par la grande variabilité entre les données surtout pour les diamètres supérieurs mais aussi des erreurs dues aux estimations des arbres (opérateur et appareil). Cette variabilité est observable à partir du coefficient de variation résiduelle de ces modèles retenus pour la construction de tarif.
Nous remarquons alors que la dispersion des résidus réduits de la régression va de -2 à +6 pour le modèle puissance et -7 à +6 pour le modèle exponentiel.
Figure 14. Courbe de régression pour le cubage de Diospyros chrysocarpa
Figure 15. Dispersion des résidus réduits de la régression quadratique
Figure 16. Courbe de régression pour le cubage de Diogoa zenkeri
Figure 17. Dispersion des résidus réduits de la régression quadratique
23
Par rapport aux courbes de régression de cubage Gilbertiodendron dewevrei, les courbes de ces deux espèces (Diospyros chrysocarpa et Diogoa zenkeri) s’ajustent mieux aux nuages des points.
La dispersion des résidus réduits observée va de -0,3 à +0,3 (Fig. 15) pour Diospyros chrysocarpa et -0.2 à +0.2 (Fig. 17) pour Diogoa zenkeri.
C’est la même situation comme on a observé pour le cubage de la même espèce où on a remarqué les fortes dispersions des écarts. Les raisons sont les mêmes comme nous avions évoqué dans le graphique 13 c'est-à-dire la forte variabilité entre les données mais surtout pour les tiges de gros diamètres.
Figure 18.Courbes de régression pour la biomasse fût de Gilbertiodendron dewevrei
Figure 19. Dispersion des résidus réduits des modèles retenus
24
CHAPITRE QUATRIEME : DISCUSSION
4.1. Validité des tarifs obtenus
Les résultats obtenus dans l’ensemble sont satisfaisants, les valeurs de R² (soit le rapport de la variance expliquée par la régression sur la variance totale de l’échantillon) oscillent entre 84 et 91 %. Il convient toute fois de rappeler que la méthode utilisée ici pour la construction des tarifs, si simple, est basée sur un certain nombre d’hypothèses qui ne sont que rarement vérifiée dans la pratique, notamment l’indépendance et la distribution normale des erreurs d’échantillonnage, et la constance de la variance de la population le long du nuage de points (Bouchon, 1974).
Si un plus grand nombre de mesures permettrait d’obtenir une meilleure précision, il faut être conscient de la limitation des modèles obtenus, nous pensons que l’erreur induite par l’utilisation de ces tarifs est suffisamment faible pour pouvoir les employer dans le cadre d’un aménagement forestier durable.
Signalons enfin que nos tarifs ont des limites inférieures et supérieures de validité comme le montre le tableau qui suit.
Tableau 12. Limites de validité des tarifs construits
Espèce Limite inférieure Limite supérieure Gilbertiodendron dewevrei 1,67 cm de DHP 98,33 cm de DHP Diospyros chrysocarpa 3,33 cm de DHP 96,67 cm de DHP Diogoa zenkeri 3,33 cm de DHP 96,67 cm de DHP
Ce tableau montre que pour Gilbertiodendron dewevrei, nos tarifs sont valables pour les tiges comprises dans l’intervalle de DHP en cm de 1,67 à 98,33. Pour Diospyros chrysocarpa et Diogoa zenkeri, les tarifs ici élaborés sont valables pour les tiges de 3,33 à 96,67 cm de DHP.
4.2. Tarif de cubage
Rappelons que les volumes pour les arbres débout ont été calculés par la formule de Huber et pour les arbres coupés par la formule de Newton Simpson.
4.2.1. Comparaison des modèles
Les tableaux qui suivent présentent les tarifs de cubage à une entrée pour les trois espèces étudiées selon les provinces.
La comparaison porte sur le modèle de tarifs retenu dans la forêt expérimentale de Bawombi (2010) et ceux de SPIAF actuellement DIAF et d’autres recherches pour les mêmes espèces.
25
Des telles comparaisons sont souvent difficiles à établir en raison des différentes méthodes utilisées, particulièrement en ce qui concerne la taille et la confection de l’échantillonnage et les formules utilisées pour l’estimation des volumes et/ou biomasse.
Tableau 13. Comparaison de tarif de Bawombi avec ceux des autres provinces et chercheurs pour l’espèce Gilbertiodendron dewevrei.
L’analyse de ce tableau montre que les caractéristiques des équations varient d’un milieu à l’autre bien que tous les modèles utilisés sont du type puissance.
Quant à l’ordonnée d’origine (a), la notre est presque égale à celles du Bas-Congo, Bandundu, Abou et Yoko mais inférieure à celle de la Province Orientale, Azolo et Bawombi. Alors que pour la pente (b), nous constatons que la notre est légèrement supérieure à celles de la Province Orientale, Bas-Congo et Azolo mais inférieure à celles de la Yoko, Bandundu et Abou. Donc chaque modèle est spécifique pour son milieu d’application.
Quant aux courbes de régression utilisés par ces différents sites (Cfr figure 20 ci-dessous), notre tarif a donné des valeurs inférieures à celles obtenues par le SPIAF actuel DIAF et d’autres études.
La figure 20 compare notre courbe de régression avec les autres courbes trouvées dans d’autres sites pour Gilbertiodendron dewevrei comme illustré dans le tableau 13.
Provinces Equations Source
Bas-Congo, Equateur Bandundu
Province Orientale Bawombi (P.O) Abou (P.O) Azolo (P.O) Yoko (P.O.) Bawombi (P.O)
0,00029069.X2,2004173 0,00018242.X2,27505 0,0004647.X2,1590877 0,0004.X2,2052 0,0002.X2,3012 0,0005.X2,0436 0,00017202.X2,32548 0,0002.X2, 2268
SPIAF, 2007 SPIAF, 2007 SPIAF, 2007 LOKOMBE, 2004 LOKOMBE, 2004 LOKOMBE, 2004 KAHINDO, 2009 Présente étude
26 Figure 20. Comparaison des courbes de régression des différents sites (Cfr Tableau 11)
Le tableau 14 et la courbe 21 qui suivent comparent nos tarifs sur Diospyros chrysocarpa et Diogoa zenkeri avec les tarifs trouvés par le SPIAF, 2007 sur les mêmes espèces.
27
Tableau 14. Comparaison des paramètres des tarifs de Bawombi avec ceux des autres provinces pour les espèces Diospyros chrysocarpa et Diogoa zenkeri.
Fig. 21. Comparaison des courbes de régression des différents sites (Cfr Tableau 12)
Provinces Equations Source
Bas-Congo Equateur Bandundu
Province Orientale
Bawombi (P.O) Diospyros Bawombi (P.O) Diogoa
0,000316561.X2,246316682
0,000412870.X2,15260045 0,00016242.X2,27505 0,0004658.X2,1340008 0,0018X²-0,047X+0,3637 0,0011X2-0,0247X+ 0,1545
SPIAF, 2007 SPIAF, 2007 SPIAF, 2007 SPIAF, 2007 Présente étude Présente étude
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Signalons avant tout que spécifiquement, il n’existe aucun tarif de cubage pour les deux essences en RD Congo, le SPIAF a essayé de regrouper toutes les espèces sans tarifs précis en groupe et a élaboré un de tarif commun. C’est pourquoi nous comparons nos résultats à ces tarifs car nous pensons que nos deux espèces se retrouvent dans ce groupe. Comme on peut le constater, le tarif élaboré par le SPIAF utilise le modèle puissance alors que le notre est quadratique.
Nous voyons que dans le graphique 21, notre tarif sur Diospyros chrysocarpa donne des valeurs inférieures pour les tiges de petites dimensions mais vers le pic, il est supérieur par rapport à ceux des autres provinces et celui de Diogoa zenkeri dans la même zone d’étude. Pour Diogoa zenkeri, le tarif est aussi inférieur pour les classes de diamètre inférieures, mais en s’approchant de 30 cm de DHP, il est supérieur à celui de Bandundu et garde son infériorité pour le reste de provinces. Ceci confirme l’hypothèse que chaque tarif est valable pour son milieu de confection.
4.3. Biomasse fût
Plusieurs études ayant été menées en forêt tropicale ont tenté de prédire la biomasse des arbres en fonction du diamètre à hauteur de la poitrine et parfois la hauteur totale des arbres. Elles ont montré que la biomasse varie selon les types de forêts et dans une même forêt d’une espèce à l’autre. Certaines estiment que la biomasse peut être calculée en fonction de diamètre uniquement (la hauteur est facultative), Kurniatum et al. 2001, Keller et al. 2001 cité par Kahindo, 2009.
Dans le cas présent, la biomasse a été estimée par le produit du volume, de la densité verte de l’espèce et du rapport pois sec sur poids frais des rondelles collectées après abattage des arbres.
La comparaison porte sur notre étude et celle de Kahindo, 2009 à Yoko sur la même espèce (Gilbertiodendron dewevrei) en rapport avec la biomasse fût.
La figure qui suit compare notre tarif de biomasse fût avec celui trouvé par Kahindo, 2009 à Yoko pour Gilbertiodendron dewevrei.
Fig. 22. Comparaison des courbes de régression de biomasse fût des différents sites
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La figure 22 montre que, le tarif de biomasse fût ici élaboré est inférieur à celui de la réserve forestière de la Yoko élaborer par Kahindo, 2009 pour les arbres débout. Cette différence est due aux conditions particulières de chaque site comme nous avons dit plus haut que chaque tarif est spécifique à un milieu.
Mais lorsqu’on observe les résultats de nos trois tiges coupées (Tableau 9), la biomasse fût est supérieure à celles trouvées dans le cadre de cette étude et de la Yoko pour les arbres débout.
Nous concluons donc que les résultats obtenus par estimation à partir des mesures prises au relascope de Bitterlich sont supérieurs aux résultats obtenus par les mesures au ruban diamétrique.
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CONCLUSION ET PERSPECTIVES
La présente étude avait pour but l’élaboration des tarifs de cubage pour Gilbertiodendron dewevrei, Diospyros chrysocarpa et Diogoa zenkeri et de biomasse pour Gilbertiodendron dewevrei dans la forêt expérimentale de Bawombi. L’inventaire pied par pied nous a aidé à la collecte des données. Le choix a porté sur 30 tiges reparties dans 10 classes de diamètre en raison de 3 tiges par classe pour Gilbertiodendron dewevrei et 15 tiges pour les autres espèces en raison de 5 tiges par classe de diamètre et tous les arbres retenus avaient un DHP ≥ 10cm et facilement mesurables. Les résultats après analyse montrent que la corrélation est forte entre le DHP et le volume et/ou biomasse, ce qui confirme notre première hypothèse ; et la qualité de nos tarifs est faible par rapport aux autres études menées sur les mêmes espèces dans d’autres sites, ce qui infirme notre deuxième hypothèse.
La biomasse quant à elle était estimée en partant des volumes des fûts, par le produit de la densité verte de Gilbertiodendron dewevrei et du rapport poids sec (65°) sur poids frais des rondelles.
Les tarifs de cubage et de biomasse correspondants sont :
Vol=0,0002.X2,2268 ; R²:0,91 et Vol=0,0962e0,0462X ;R²:0,84(Gilbertiodendron dewevrei);
Vol = 0,0018X²-0,047X + 0,3637 et R² : 0,89 (Diospyros chrysocarpa);
Vol = 0,0011X2-0,0247X+ 0,1545 et R² : 0,90 (Diogoa zenkeri).
Biomasse fût = 0,1601 .X 2,2268 ; R² : 0,91 et Biomasse fût =65,429
e
0,0462X ; R² : 0,84Les tarifs de cubage pour nos espèces et de biomasse fût de Gilbertiodendron dewevrei sont applicables dans la forêt expérimentale de Bawombi.
Des études complémentaires sont nécessaires pour pouvoir aider à se faire une idée sur la quantité de bois qu’on peut exploiter chaque année dans la forêt sans altérer le patrimoine forestier.
Cette évaluation du volume et de la biomasse par des tarifs n’est donc qu’un premier pas. Les résultats obtenus sont suffisamment probants pour que l’on puisse se baser sur la méthode pour évaluer le volume et/ou la biomasse de la forêt. Aussi la formule de Huber se prêtant bien aux arbres sur pieds, une meilleure certitude de l’estimation des volumes et biomasses implique une poursuite des études uniquement sur les arbres abattus en augmentant l’échantillonnage.
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